Question

如图所示，一根绝缘杆沿竖直方向放置，杆上有一个带负电的圆环，它的质量为m、电量为q，与杆间的动摩擦因数为μ．所在的空间存在着方向都是水平向右的匀强电场与匀强磁场，电场强度大小为E、磁感强度大小为B．现将圆环从静止开始释放，环将沿杆下落，求圆环运动过程中的最大加速度与最大速度．

Answer 1

，        

圆环在下落过程中，水平方向受电场力和磁场力，电磁力方向向左，磁场力方向向纸里，如图所示．杆的支持力N与它们二者平衡．其中F_电是恒力，而F_磁是变力，其大小与速度有关．刚开始运动时，速度为0，F_磁=0，N最小，从而摩擦力f最小，具有最大的加速度．由牛顿第二定律，有解得．
当mg=f时，圆环不再加速，速度达到最大，此时f=μN=，
解得．